אחד מתפקידה העיקריים של הריאה הוא חילוף גזים יעילhttp://www.damrivi.net/price+for+feldene. תאי הגוף כולם פעילים פעילות מטבולית ענפה – הם יוצרים חומרים, מפרקים חומרים אחרים, מסנתזים חלבונים וחומר תורשתי, ומפרישים חומרים לדם ולרקמות אחרות. פעילות מטבולית זו דורשת חמצן. תוצר הלוואי של הפעילות המטבולית הוא פחמן דו חמצני, שיש צורך לפנותו מן הגוף.
החמצן והפחמן הדו חמצני נישאים בדם עד הגיעם לריאות. בריאות, בתהליך פיזיולוגי מורכב, ננשף הפחמן הדו חמצני אל מחוץ לגוף, וחמצן נכנס במקומו – ומובל בזרם הדם אל הרקמות.
מחלות ריאה ועלייה ברמת הפחמן הדו חמצני
מחלת ריאה שונות פוגעות ביכולת חילוף הגזים בריאה. כתוצאה מכך יכול להתפתח מצב שנקרא "היפרקפניאה" – עודף של פחמן דו חמצני בדם. עודף כזה אופייני בייחוד לחולים במחלת הריאות COPD – מחלת ריאות חסימתית כרונית המופיעה בעיקר במעשנים.
רמות גבוהות של פחמן דו חמצני יכולות להוביל לעייפות, קושי בנשימה, וסימנים נוירולוגיים. רמות פחמן דו חמצני גבוהות במשך זמן ממושך יכולות להעיד על כשל נשימתי.
האם רמות פחמן דו חמצני גבוהות בדם פוגעות בגוף החי?
קבוצת חוקרים, בניהם חוקרים ישראלים מהאוניברסיטה העברית ומבית החולים תל השומר בחנו את ההשפעות של פחמן דו חמצני על התולעת C. elegans.
תולעת זו משמשת חוקרים רבים כ"מודל מחקרי" לבחינה של תופעות פיזיולוגיות ופתולוגיות ביצורים רב תאיים שאינם מורכבים כמו יונקים.
דווקא הפשטות היחסית של התולעת מאפשרת בידוד טוב יותר של המשתנים הנבדקים והסקת מסקנות ברורה יותר, בניגוד ליצורים חיים מורכבים שבהם קיימת מעורבות של גורמים רבים שאינם ברורים לגמרי ואינם ניתנים לשליטה. תוצאת המחקר המדובר פורסמו בכתב העת המדעי PNAS בשנת 2009.
החוקרים בחנו את ההשפעות של ריכוזי פחמן דו חמצני גבוהים על התולעת. במחקר שביצעו התגלה שרמות של פחמן דו חמצני הגבוהות מריכוז של 9% יכולות לפגוע בתולעים באופן משמעותי.
הפגיעות שנצפו כללו הפרעה בניידות של התולעים, פגיעה במסת השריר שלהן, התפתחות איטית מהרגיל, הפרעה בפוריות התולעים. באופן מפתיע, נצפתה דווקא הארכה בתוחלת החיים של התולעים.
החוקרים מציינים שהשפעות אלו התרחשו ללא תלות בתזונה שניתנה לתולעים או גורמים ביולוגים נוספים (קולטנים להורמוני גדילה, מסלולים תאיים הקשורים להזדקנות, ועוד). רמות הפחמן הדו חמצני הממוצעות באדם בריא נעות סביב 5%. בחולים עם מחלת COPD רמות הפחמן הדו חמצני יכולות להגיע אל 9%, בדומה לריכוזים שבהם נעשה שימוש במחקר.
החוקרים ביקשו לבדוק גם את השינוי בביטוי הגנטי של חלבונים שונים לאחר חשיפה לרמות גבוהות של פחמן דו חמצני. בחשיפה לריכוזי פחמן דו חמצני של 19% נצפתה עלייה בשיעתוק (התהליך הראשוני של תרגום החומר הגנטי לחלבונים) של קבוצת חלבונים, בטווחי זמן של בין שעה ל – 72 שעות. עד כה היו ידוע שרמות גבוהות של פחמן דו חמצני משפיעות על תאי הגוף בתיווך של חומר שנקרא HIF – hypoxia induced factor. במחקר זה התגלה שרמות פחמן דו חמצני גבוהות יכולות להשפיע על תאים ביצור החי גם במנגנונים ומסלולים אחרים, שדורשים מחקר מדעי מעמקי נוסף.
השפעות רמות פחמן דו חמצני על הגוף אינן ידועות וברורות. מחקר מדעי זה מנסה לענות תשובות ראשוניות על ההשפעות האפשריות של פחמן דו חמצני ברקמות שונות, והמנגנונים בהם מתרחשית השפעה זו.
ידוע שרמות גבוהות של פחמן דו חמצני מובילות לתוצאות גרועות יותר בקרב חולי COPD – ייתכן שמחקר זה ומחקרים שיבואו בעקבותיו יסייעו להבין טוב יותר את המנגנונים העומדים בבסיס הפגיעה הנובעת מריכוזים גבוהים של פחמן דו חמצני בגוף.